Понятие „теплообмен" охватывает совокупность таких явлений суть которых заключается в переносе некоторого количества теплоты из одной области пространства в другую. Этот перенос может осуществляться в трех совершенно различных по своей природе формах.
Первая форма теплообмена представляет собой перенос тепла посредством теплопроводности. Она характеризуется тем, что ее возникновение обусловлено наличием вещественной среды, и тем, что теплообмен совершается только между непосредственно соприкасающимися частицами тела. Этот процесс можно себе представить как распространение тепла от частицы к частице.
Второй формой теплообмена является перенос тепла посредством конвекции. Этот перенос осуществляется в тех случаях, когда частицы тела меняют свое местоположение в пространстве и при этом выполняют роль носителей тепла. Такой процесс происходит в движущихся жидкостях и газах и всегда сопровождается передачей тепла посредством теплопроводности от частицы к частице при условии, что вся масса текущей жидкости не обладает одинаковой температурой. До тех пор пока мы рассматриваем области, расположенные внутри потока, и, следовательно, не обращаемся к процессам, происходящим на твердых поверхностях, которые ограничивают поток, или на его свободной поверхности, мы можем обе формы переноса тепла охватить одним понятием—теплопроводность в движущихся средах. Если же рассматриваются и твердые стенки то в общем случае между стенками и движущейся средой наблюдается теплообмен, который обусловлен тем, что частицы среды, соприкасающейся со стенкой, воспринимают от нее тепло и уносят его с собой. Теплообмен между средой и стенкой называют теплоотдачей.
Особая форма передачи тепла имеет место в том случае, если на границе раздела стенки и потока возникает изменение агрегатного состояния движущейся среды. Этот случай отвечает передаче тепла от поверхности нагрева кипящим жидкостям и от конденсирующихся паров поверхностям охлаждения.